O Clima como Fator Hidrológico

As condições climáticas são essenciais para a origem do As condições climáticas são essenciais para a origem do escoamento fluvial e para as características que escoamento fluvial e para as características que adquirem os regimes estacionais, sendo que os fatores adquirem os regimes estacionais, sendo que os fatores topográficos, litológicos e fisiográficos intervêm topográficos, litológicos e fisiográficos intervêm introduzindo somente diferenças menores ou internas introduzindo somente diferenças menores ou internas dentro de uma bacia hidrográfica.dentro de uma bacia hidrográfica.

Os fatores climáticos que se relacionam com o Os fatores climáticos que se relacionam com o escoamento fluvial podem ser:escoamento fluvial podem ser:

a)a) precipitação: tipos e formas;precipitação: tipos e formas;

b) Orográfica frontal e convectiva;b) Orográfica frontal e convectiva;

c) Chuva, neve, granizo, orvalho e geada.c) Chuva, neve, granizo, orvalho e geada.

Temperatura:Temperatura: geralmente esta associada à geralmente esta associada à precipitação e relaciona-se com a evaporação.precipitação e relaciona-se com a evaporação.

Umidade relativa:Umidade relativa: a uma determinada condição de a uma determinada condição de temperatura, o ar pode ter um determinado temperatura, o ar pode ter um determinado limite de umidade.limite de umidade.

Insolação:Insolação: também está associada à evaporação também está associada à evaporação das superfícies de água, à transpiração das das superfícies de água, à transpiração das plantas e à evaporação do solo. plantas e à evaporação do solo.

Todos estes fatores relacionados determinam Todos estes fatores relacionados determinam o clima de uma região e influenciam no o clima de uma região e influenciam no

débito dos riosdébito dos rios

a)a) Regiões polares (> 65o latitude): dificilmente encontra-Regiões polares (> 65o latitude): dificilmente encontra-se a água no estado líquido. As precipitações são em se a água no estado líquido. As precipitações são em forma de neveforma de neve

- O acúmulo de neve forma os glaciais continentais ou O acúmulo de neve forma os glaciais continentais ou inlandsis.inlandsis.

- O degelo ocorre apenas na periferia;O degelo ocorre apenas na periferia;

b) Regiões peri-glaciais ou frias (55º - 65º latitude): b) Regiões peri-glaciais ou frias (55º - 65º latitude): predominam ainda as precipitações em forma sólida. predominam ainda as precipitações em forma sólida. Há maior degelo que se prolonga por tempo maior, Há maior degelo que se prolonga por tempo maior, quando então há ocorrência da água em estado líquido;quando então há ocorrência da água em estado líquido;

c) Regiões de latitudes médias (40º - 55º latitude): Há c) Regiões de latitudes médias (40º - 55º latitude): Há alternância de precipitações em forma líquida e sólida. alternância de precipitações em forma líquida e sólida. Os rios têm duas fontes de alimentação: a água direta Os rios têm duas fontes de alimentação: a água direta da chuva e a do degelo;da chuva e a do degelo;

d) Regiões mediterrâneas (25º - 40º latitude) têm chuva d) Regiões mediterrâneas (25º - 40º latitude) têm chuva predominando no inverno, quando a temperatura á baixa. predominando no inverno, quando a temperatura á baixa. Evaporação é reduzida o que favorece a permanência da Evaporação é reduzida o que favorece a permanência da água. O verão é quente e seco. Os débitos dos rios água. O verão é quente e seco. Os débitos dos rios apresentam uma curva acentuada no inverno;apresentam uma curva acentuada no inverno;

e) Regiões desérticas (40º - 25º latitude): a água é superficial e e) Regiões desérticas (40º - 25º latitude): a água é superficial e escassa porque chove com certa raridade. Além de a escassa porque chove com certa raridade. Além de a quantidade ser reduzida ela é concentrada. A água quantidade ser reduzida ela é concentrada. A água aproveitável nessa região é essencialmente subterrânea, que aproveitável nessa região é essencialmente subterrânea, que caminha por milhares de km;caminha por milhares de km;

f) Regiões tropicais (10º – 25º latitude): estação seca definida no f) Regiões tropicais (10º – 25º latitude): estação seca definida no inverno, com chuvas no verão. É o oposto do Mediterrâneo. inverno, com chuvas no verão. É o oposto do Mediterrâneo. No meio do ano os débitos são menores;No meio do ano os débitos são menores;

g) Regiões equatoriais (0º - 10º latitude ): temperatura elevada g) Regiões equatoriais (0º - 10º latitude ): temperatura elevada e chuvas abundantes.e chuvas abundantes.

O Balanço HidrológicoO Balanço Hidrológico

- Toda água que chega ao continente através do Toda água que chega ao continente através do ciclo água vais fazer parte do ganho ou da ciclo água vais fazer parte do ganho ou da perda do curso anual do rio;perda do curso anual do rio;

GanhosGanhos PerdasPerdas

Precipitação - Precipitação - PP Evapotranspiração - Evapotranspiração - EE

Água armazenada - Água armazenada - RR Escamento para o mar - Escamento para o mar - QQ

Infiltração (água Infiltração (água armazenada no solo) - armazenada no solo) - IRIR

Ganhos = PerdasGanhos = Perdas

P+R = Q + E + IRP+R = Q + E + IR

Se IR é semelhante a R, temosSe IR é semelhante a R, temos

P = Q+EP = Q+E

ouou

E= P-QE= P-Q

ouou

Q= P-EQ= P-E

Os elementos do balanço hidrológico podem ser medidos Os elementos do balanço hidrológico podem ser medidos de diferentes maneiras:de diferentes maneiras:

Precipitação: Precipitação:

- Para se computar a precipitação media em uma superfície Para se computar a precipitação media em uma superfície qualquer é necessário utilizar as observações das qualquer é necessário utilizar as observações das estações dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças.estações dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças.

Os dados pluviométricos podem ser obtidos através de vários Os dados pluviométricos podem ser obtidos através de vários institutos:institutos:

-Instituto Agronômico de Campinas da Secretaria da -Instituto Agronômico de Campinas da Secretaria da Agricultura do Estado de São Paulo;Agricultura do Estado de São Paulo;

- Departamento Nacional de Meteorologia ( Ministério da - Departamento Nacional de Meteorologia ( Ministério da Agricultura);Agricultura);

- Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de - Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São PauloSão Paulo

Aparelhos utilizados: Aparelhos utilizados:

A precipitação pode ser analisada por grandezas A precipitação pode ser analisada por grandezas características como: características como:

a) altura pluviométricaa) altura pluviométrica

b) intensidade da precipitaçãob) intensidade da precipitação

c) duraçãoc) duração

Para se computar a precipitação media em uma Para se computar a precipitação media em uma superfície qualquer, é necessário utilizar as superfície qualquer, é necessário utilizar as observações das estações dentro dessa observações das estações dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças.superfície e nas suas vizinhanças.

Média aritmética: soma-se as precipitações observadas num Média aritmética: soma-se as precipitações observadas num certo intervalo de tempo simultaneamente em todos os certo intervalo de tempo simultaneamente em todos os postos ( 1 mês, 1 trimestre ou 1 ano) e dividi-se o resultado postos ( 1 mês, 1 trimestre ou 1 ano) e dividi-se o resultado pelo número delas. Esse método deve ser usado apenas pelo número delas. Esse método deve ser usado apenas para bacias menores que 5.000 Kmpara bacias menores que 5.000 Km22 com relevo suave. com relevo suave.

Nos outros casos usam-se os dois outros métodos que se Nos outros casos usam-se os dois outros métodos que se seguem:seguem:

Método de Thiessem ( médias ponderadas ):Método de Thiessem ( médias ponderadas ): Consiste em Consiste em dar pesos aos totais precipitados em cada aparelho. dar pesos aos totais precipitados em cada aparelho. Proporcionais à área de influência de cada um.Proporcionais à área de influência de cada um.

Método de isioetas:Método de isioetas: pode dar maior precisão se bem pode dar maior precisão se bem utilizado.utilizado.

Medem-se as áreas entre as isioetas sucessivas e verifica-Medem-se as áreas entre as isioetas sucessivas e verifica-se o valor médio.se o valor médio.

EvapotranspiraçãoEvapotranspiraçãoEvaporação é o processo pelo qual a água é transferida Evaporação é o processo pelo qual a água é transferida do solo e massas aquáticas para a atmosferado solo e massas aquáticas para a atmosfera

Transpiração é a perda de vapor de água das plantas para Transpiração é a perda de vapor de água das plantas para a atmosfera através dos poros das folhas pelo processo a atmosfera através dos poros das folhas pelo processo de transpiraçãode transpiração

Evapotranspiração é a combinação da evaporação com e Evapotranspiração é a combinação da evaporação com e transpiração em uma área considerada.transpiração em uma área considerada.

Evapotranspiração Potencial Evapotranspiração Potencial (EP)(EP) “é a precipitação “é a precipitação teoricamente necessária às plantas, ou como altura teoricamente necessária às plantas, ou como altura pluviométrica ideal para atender às necessidades de pluviométrica ideal para atender às necessidades de água da superfície vegetada, não trazendo nem água da superfície vegetada, não trazendo nem excedente, nem deficiência de umidade no solo, durante excedente, nem deficiência de umidade no solo, durante o ano.” (THORNTHWAITE, 1948). o ano.” (THORNTHWAITE, 1948).

Evapotranspiração RealEvapotranspiração Real (ER): (ER): é a quantidade de é a quantidade de evapotranspiração real ou observada e diminui em evapotranspiração real ou observada e diminui em proporção à medida que se esgota a umidade do proporção à medida que se esgota a umidade do solo.solo.

E= P-QE= P-Q

- Chama-se déficit de escoamento à diferença Chama-se déficit de escoamento à diferença P - QP - Q

- Utiliza-se a fórmula empírica de - Utiliza-se a fórmula empírica de TURCTURC para para calcular a evapotranspiração real em função da calcular a evapotranspiração real em função da temperatura e precipitaçãotemperatura e precipitação

E=E= P/ (0,9+P P/ (0,9+P22/L/L22))1/21/2

E=E= déficit de escoamento médio anual, em mm. déficit de escoamento médio anual, em mm.P=P= precipitação média anual, em mm. precipitação média anual, em mm.L=L= 300+25T+0.05T 300+25T+0.05T33 ( constante) ( constante)T=T= temperatura média anual do ar temperatura média anual do ar

Exemplo:Exemplo:P= 1.600 mmP= 1.600 mmT= 18ºCT= 18ºCL= 300+25T+0.05TL= 300+25T+0.05T33

= 300+25(18)+0.05(18)= 300+25(18)+0.05(18)33

= 300+25(18) + 0.05(5832)= 300+25(18) + 0.05(5832) = 300+450+291.6= 300+450+291.6L= 1041.6L= 1041.6E= P/ (0,9+PE= P/ (0,9+P22/L/L22))1/21/2

E= 1.600/ (0.9+ (1.600) E= 1.600/ (0.9+ (1.600) 22/1.041.6/1.041.622))1/21/2

E= 1.600/ (0.9+2.560.000/1.084.930)E= 1.600/ (0.9+2.560.000/1.084.930)1/21/2

E= 1.600/ (0.9+2.35)E= 1.600/ (0.9+2.35)1/21/2

E= 1.600/ ( 3.25)E= 1.600/ ( 3.25)1/21/2

E= 1.600/1.80E= 1.600/1.80E= 888.88mmE= 888.88mm

Outro cálculo pode ser feito quando se conhece a (vazão), pela Outro cálculo pode ser feito quando se conhece a (vazão), pela fórmula:fórmula:

E= P-QE= P-Q

P=P= 2000 mm (precipitação) 2000 mm (precipitação)Vazão 100mVazão 100m33/s/sÁrea da bacia = 15.000KmÁrea da bacia = 15.000Km22

Um ano equivale a 31.536.000 segundosUm ano equivale a 31.536.000 segundosQ=Q= q* total de segundos em um ano/ área da bacia q* total de segundos em um ano/ área da baciaQ=Q= 100m3 * 31.536.000/15.000.000.000m 100m3 * 31.536.000/15.000.000.000m22

Q=Q= 0.210mm 0.210mm

Portanto:Portanto:E=E= P-Q P-QE=E=2.000 -210 mm2.000 -210 mmE=E= 1.790 mm 1.790 mm

O déficit de escoamento ( evapotranspiração real ) = O déficit de escoamento ( evapotranspiração real ) = 1790mm)1790mm)

Obs.: q= Q* área/ número de segundos por ano.Obs.: q= Q* área/ número de segundos por ano.1.600 mm - 888.88 mm = 711.12 mm1.600 mm - 888.88 mm = 711.12 mm100.000.0000m2*0.71112m/31536000s= 2.25m3/s ( débito 100.000.0000m2*0.71112m/31536000s= 2.25m3/s ( débito

médio anual)médio anual)

Coeficiente de escoamento (CE)Coeficiente de escoamento (CE)CE= Q/PCE= Q/P

Balanço Hídrico Mensal segundo Thornthwaite é a Balanço Hídrico Mensal segundo Thornthwaite é a importância para o índice de escoamento e importância para o índice de escoamento e

aproveitamento das águas as atividades agrícolas.aproveitamento das águas as atividades agrícolas.